JP7201356B2 - Position determination device and position determination system - Google Patents

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JP7201356B2 JP2018137710A JP2018137710A JP7201356B2 JP 7201356 B2 JP7201356 B2 JP 7201356B2 JP 2018137710 A JP2018137710 A JP 2018137710A JP 2018137710 A JP2018137710 A JP 2018137710A JP 7201356 B2 JP7201356 B2 JP 7201356B2
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Description

本発明は、無線信号の受信電力に基づく位置判定技術に関する。 The present invention relates to a position determination technique based on received power of radio signals.

近年、Bluetooth(登録商標)の拡張仕様の1つであるBLE(Bluetooth Low Energy)を利用して、BLE送信機(ビーコンとも呼ばれる)またはBLE受信機の位置検知などが行われている。例えば、BLE送信機によって送信されたBLE信号(ビーコン信号とも呼ばれる)の受信電力に基づいて、BLE送信機が複数のBLE受信機のいずれの近くにいるか、などを判定することが可能である。 In recent years, BLE (Bluetooth Low Energy), which is one of extended specifications of Bluetooth (registered trademark), is used to detect the position of a BLE transmitter (also called a beacon) or a BLE receiver. For example, based on the received power of a BLE signal (also called a beacon signal) transmitted by the BLE transmitter, it is possible to determine which of the multiple BLE receivers the BLE transmitter is near, and so on.

特許文献1には、RSSI(Received Signal Strength Indication)に基づいてRSSI品質を判断し、当該RSSI品質に基づきモバイル端末の方向特性Dを計算することが記載されている。また、特許文献1には、RSSIの品質が不良な場合、モバイル端末のユーザーはビーコンノードに背中を向けていて、RSSIの品質が良好な場合、モバイル端末のユーザーはビーコンノードに向かっている、との記載もある。さらに、特許文献1では、環境因子Aおよびn、ならびにモバイル端末とビーコンノード間の距離の関数としてRSSIを表しており、環境因子[A,n]が大きいほどRSSIの品質は悪くなり、環境因子[A,n]が小さいほどRSSIの品質は良くなる、との記載もある。そして、特許文献1では、この方向特性Dを含む移動特性情報を抽出し、これに基づいてモバイル端末の制限エリアに対する移動特性確率を計算することが記載されている。 Patent Document 1 describes determining RSSI quality based on RSSI (Received Signal Strength Indication) and calculating directional characteristics D of a mobile terminal based on the RSSI quality. Also, in Patent Document 1, when the RSSI quality is bad, the mobile terminal user turns his back to the beacon node, and when the RSSI quality is good, the mobile terminal user turns to the beacon node. There is also a description of Furthermore, Patent Document 1 expresses the RSSI as a function of the environmental factors A and n and the distance between the mobile terminal and the beacon node. It is also stated that the smaller [A,n], the better the RSSI quality. Patent Document 1 describes extracting movement characteristic information including this directional characteristic D, and based on this, calculating the movement characteristic probability for the restricted area of the mobile terminal.

特許文献2には、同じ位置に立っていても、人の体の向きや受信機の持ち方によって受信する電波強度に違いが発生することが記載されている。また、特許文献2には、サーバ4は、各受信機3の人10による受信機3の複数の持ち方、或いは、各受信機3の人10による受信機3の持ち方、或いは、人10と受信機3との向きの組み合わせに応じた電波情報を適切に選択し、受信機3の位置特定を実行する、ことが記載されている。 Patent Literature 2 describes that even if a person stands at the same position, the intensity of received radio waves varies depending on the orientation of the person's body and the way the receiver is held. Further, in Patent Literature 2, the server 4 has a plurality of ways of holding the receiver 3 by a person 10 of each receiver 3, or ways of holding the receiver 3 by a person 10 of each receiver 3, or ways of holding the receiver 3 by a person 10 and the position of the receiver 3 are appropriately selected according to the combination of the directions of the receiver 3 and the position of the receiver 3 .

特開2017-37076号公報([0052]~[0053]、[0062]、[0064]~[0065]、[0072]、[0096]~[0097])JP-A-2017-37076 ([0052] to [0053], [0062], [0064] to [0065], [0072], [0096] to [0097]) 特開2017-201240号公報([0007]、[0043]、[0062])JP 2017-201240 A ([0007], [0043], [0062])

BLEを利用した位置判定を実際に行う場合には、ビーコン信号の直接波と(例えば地面からの)反射波との干渉によるフェージングが問題となる。具体的には、ビーコン信号の伝搬距離が大きくなるとマルチパスの影響により、RSSIの実測値と距離対RSSIの理論カーブとの乖離が大きくなるため、送信機と受信機との間の距離の推定精度が低下し得る。さらに、理論カーブであっても距離が大きくなるほど距離の変化に対するRSSIの変化は小さくなり、RSSIから正確な距離を推定することは困難となる。 When actually performing position determination using BLE, fading due to interference between the direct wave of the beacon signal and the reflected wave (for example, from the ground) becomes a problem. Specifically, as the propagation distance of the beacon signal increases, the divergence between the measured RSSI value and the theoretical curve of RSSI versus distance increases due to the effects of multipath. Accuracy can be reduced. Furthermore, even with a theoretical curve, the longer the distance, the smaller the change in RSSI with respect to the change in distance, making it difficult to accurately estimate the distance from the RSSI.

これらの問題を鑑みると、従来の位置判定システムにおいて実用的な精度を達成するためには、受信機同士または送信機同士を互いにおよそ3m以下の距離に近接させて密に配置する必要があった。 Given these problems, to achieve practical accuracy in conventional positioning systems, either receivers or transmitters had to be densely spaced in close proximity to each other, on the order of 3m or less. .

なお、特許文献1および特許文献2には、ビーコンノードおよびグリッドを具体的にどのように配置できるか十分な説明がないものの、フェージング対策への言及がないことを鑑みると同様の制約が課されると予想される。 Although Patent Documents 1 and 2 do not provide a sufficient explanation of how beacon nodes and grids can be specifically arranged, similar restrictions are imposed in view of the lack of mention of countermeasures against fading. expected to be

故に、この配置制約により、例えば、従来の位置判定システムを施設出入り口前の道路などに構築する場合に道路の幅がおよそ6mを超えると道路脇に受信機(または送信機)を設置するだけでは、道路中央付近に送信機(または受信機)が位置する場合に実用的な精度で位置判定をすることが困難となる。故に、埋め込み工事またはアーチなどにより道路の中央付近にも受信機(または送信機)を設置しなければならない、などの問題が生じ得る。 Therefore, due to this arrangement constraint, for example, when building a conventional position determination system on the road in front of the entrance of a facility, if the width of the road exceeds about 6 m, it is not possible to simply install a receiver (or transmitter) on the side of the road. When the transmitter (or receiver) is located near the center of the road, it becomes difficult to determine the position with practical accuracy. Therefore, problems such as having to install a receiver (or transmitter) near the center of the road due to burying work or arches may occur.

本発明は、位置判定システムにおいて設置される受信機または送信機の配置制約を緩和することを目的とする。 An object of the present invention is to relax the placement restrictions of receivers or transmitters installed in a position determination system.

本発明の一態様によれば、位置判定装置は、受信部と、推定部と、判定部とを含む。受信部は、(a)第1の位置に設置され、対象送信機によって送信された無線信号を受信する複数の第1の受信機から前記無線信号の前記複数の第1の受信機における受信電力を表す第1の受信電力データ群を受信し、(b)第2の位置に設置され、前記無線信号を受信する複数の第2の受信機から前記無線信号の前記複数の第2の受信機における受信電力を表す第2の受信電力データ群を受信する。推定部は、前記第1の受信電力データ群に基づいて前記第1の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第1の推定値を生成し、前記第2の受信電力データ群に基づいて前記第2の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第2の推定値を生成する。判定部は、前記第1の推定値、前記第2の推定値、第1の閾値および前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値を用いて、前記対象送信機が前記第1の位置に基づいて定義されるラインよりも前記第2の位置の側に存在するか否かを判定する。 According to one aspect of the present invention, a position determination device includes a receiver, an estimator, and a determiner. (a) receiving power of said radio signal from a plurality of first receivers installed at a first position and receiving the radio signal transmitted by the target transmitter; (b) said plurality of second receivers of said wireless signals from a plurality of second receivers located at a second location and receiving said wireless signals; receive a second set of received power data representative of received power at . The estimating unit estimates the received power of the radio signal at the first position based on the first received power data group to generate a first estimated value, and generates a first estimated value based on the second received power data group. to estimate the received power of the radio signal at the second location to generate a second estimate. The determining unit uses the first estimated value, the second estimated value, a first threshold, and a second threshold smaller than the first threshold to determine whether the target transmitter is at the first position. It is determined whether or not the line exists on the side of the second position from the line defined based on the above.

本発明の別の態様によれば、位置判定装置は、受信部と、推定部と、判定部とを含む。受信部は、(a)第1の位置に設置され、対象送信機によって送信された無線信号を受信する複数の第1の受信機から前記無線信号の前記複数の第1の受信機における受信電力を表す第1の受信電力データ群を受信し、(b)第2の位置に設置され、前記無線信号を受信する複数の第2の受信機から前記無線信号の前記複数の第2の受信機における受信電力を表す第2の受信電力データ群を受信し、(c)第3の位置に設置され、前記無線信号を受信する複数の第3の受信機から前記無線信号の前記複数の第3の受信機における受信電力を表す第3の受信電力データ群を受信し、(d)第4の位置に設置され、前記無線信号を受信する複数の第4の受信機から前記無線信号の前記複数の第4の受信機における受信電力を表す第4の受信電力データ群を受信する。推定部は、前記第1の受信電力データ群に基づいて前記第1の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第1の推定値を生成し、前記第2の受信電力データ群に基づいて前記第2の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第2の推定値を生成し、前記第3の受信電力データ群に基づいて前記第3の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第3の推定値を生成し、前記第4の受信電力データ群に基づいて前記第4の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第4の推定値を生成する。判定部は、前記第1の推定値、前記第2の推定値、前記第3の推定値、前記第4の推定値、第1の閾値および前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値を用いて、前記対象送信機が前記第1の位置および前記第2の位置に基づいて定義されるラインよりも前記第3の位置の側または第4の位置の側に存在するか否かを判定する。 According to another aspect of the invention, a position determination device includes a receiver, an estimator, and a determiner. (a) receiving power of said radio signal from a plurality of first receivers installed at a first position and receiving the radio signal transmitted by the target transmitter; (b) said plurality of second receivers of said wireless signals from a plurality of second receivers located at a second location and receiving said wireless signals; (c) said plurality of third receivers of said wireless signals from a plurality of third receivers located at a third location and configured to receive said wireless signals; (d) from a plurality of fourth receivers located at a fourth location and receiving said wireless signals from said plurality of said wireless signals; receiving a fourth set of received power data representative of received power at a fourth receiver of . The estimating unit estimates the received power of the radio signal at the first position based on the first received power data group to generate a first estimated value, and generates a first estimated value based on the second received power data group. estimating the received power of the radio signal at the second position to generate a second estimated value, and estimating the received power of the radio signal at the third position based on the third group of received power data estimating to generate a third estimate; and estimating the received power of the radio signal at the fourth location based on the fourth set of received power data to generate a fourth estimate. The determination unit determines the first estimated value, the second estimated value, the third estimated value, the fourth estimated value, the first threshold, and the second threshold smaller than the first threshold. determining whether the target transmitter is on the third or fourth position side of a line defined based on the first and second positions using do.

本発明によれば、位置判定システムにおいて設置される受信機または送信機の配置制約を緩和することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the arrangement|positioning restrictions of the receiver or transmitter installed in a position determination system can be eased.

実施形態に係る位置判定装置を例示するブロック図。1 is a block diagram illustrating a position determination device according to an embodiment; FIG. 図1の位置判定装置を含む位置判定システムを例示する図。FIG. 2 illustrates a position determination system including the position determination device of FIG. 1; 図2のビーコン受信装置を例示する図。FIG. 3 is a diagram illustrating the beacon receiver of FIG. 2; ビーコン受信機における受信電力の時間的変動を例示するグラフ。4 is a graph illustrating temporal variation of received power in a beacon receiver; ビーコン送信機からビーコン受信機までの距離と受信電力との関係を例示するグラフ。4 is a graph illustrating the relationship between the distance from a beacon transmitter to a beacon receiver and received power; 人体による電波遮蔽効果を例示する図。The figure which illustrates the electric wave shielding effect by a human body. ビーコンの位置判定に用いられる2つの閾値の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of two threshold values used for position determination of a beacon; ビーコン送信機を身に着けたユーザが通過判定ラインを通り過ぎる前後に亘る各位置における受信電力の変化を例示するグラフ。6 is a graph illustrating changes in received power at each position before and after a user wearing a beacon transmitter passes the passage determination line; 図1の位置判定装置の動作を例示するフローチャート。2 is a flowchart illustrating the operation of the position determination device of FIG. 1; 図9のステップS410の詳細を例示するフローチャート。FIG. 10 is a flowchart illustrating details of step S410 in FIG. 9; FIG. 図9のステップS420の一部の詳細を例示するフローチャート。FIG. 10 is a flowchart illustrating some details of step S420 of FIG. 9; FIG. 図9のステップS420の残部の詳細を例示するフローチャート。FIG. 10 is a flowchart illustrating details of the remainder of step S420 of FIG. 9; FIG. ビーコン送信機を身に着けたユーザが通過判定ラインを通り過ぎる前後に亘る各位置における受信電力の変化と、各時点における位置判定結果とを例示する図。FIG. 5 is a diagram illustrating changes in received power at each position before and after a user wearing a beacon transmitter passes through a passage determination line, and position determination results at each time point;

以下、図面を参照しながら実施形態の説明を述べる。なお、以降、説明済みの要素と同一または類似の要素には同一または類似の符号を付し、重複する説明については基本的に省略する。例えば、複数の同一または類似の要素が存在する場合に、各要素を区別せずに説明するために共通の符号を用いることがあるし、各要素を区別して説明するために当該共通の符号に加えて枝番号を用いることもある。 An embodiment will be described below with reference to the drawings. Elements that are the same as or similar to elements that have already been explained are denoted by the same or similar reference numerals, and overlapping explanations are basically omitted. For example, when there are a plurality of identical or similar elements, common reference numerals may be used to describe each element without distinction, and the common reference numerals may be used to distinguish and describe each element. In addition, branch numbers are sometimes used.

(実施形態)
実施形態に係る位置判定装置は、例えば図2に示す位置判定システムに組み込むことができる。この位置判定システムは、実施形態に係る位置判定装置100と、4つのビーコン受信装置200-A1,200-A2,200-C1および200-C2とを含む。4つのビーコン受信装置200はそれぞれ、後述されるように複数のビーコン受信機を含む。
(embodiment)
The position determination device according to the embodiment can be incorporated into the position determination system shown in FIG. 2, for example. This position determination system includes a position determination device 100 according to the embodiment and four beacon receivers 200-A1, 200-A2, 200-C1 and 200-C2. Each of the four beacon receivers 200 includes multiple beacon receivers as described below.

各ビーコン受信装置200の符号の枝番号(サフィックス)は、当該ビーコン受信装置200の設置位置を表す。また、位置A1および位置A2は、後述される通過判定ラインを定義しており、通過判定ラインは例えば位置A1および位置A2を通る直線に定められ得る。 The branch number (suffix) of the code of each beacon receiving device 200 represents the installation position of the beacon receiving device 200 . Also, the position A1 and the position A2 define a passage determination line, which will be described later, and the passage determination line can be defined as a straight line passing through the position A1 and the position A2, for example.

図2の例では、位置A1、A2、C1およびC2は、幅10m、奥行き5mの矩形の頂点にそれぞれ対応するように定められている。すなわち、この位置判定システムによれば、幅10m程度までの屋外道路であれば、道路中央付近にビーコン受信装置200を設置する必要はなく、道路脇にビーコン受信装置200を設置するだけでよい。かかる配置例が可能であることは、後述するように本実施形態においておよそ5m付近まではビーコン送信機とビーコン受信装置200との間の距離を高精度に推定することが可能であることによって裏付けられる。 In the example of FIG. 2, the positions A1, A2, C1 and C2 are determined to correspond to the vertices of a rectangle with a width of 10 m and a depth of 5 m. That is, according to this position determination system, if the road is an outdoor road with a width of up to about 10 m, it is not necessary to install the beacon receiver 200 near the center of the road. The possibility of such an arrangement is supported by the fact that the distance between the beacon transmitter and the beacon receiver 200 can be estimated with high accuracy up to about 5 m in this embodiment, as will be described later. be done.

ビーコン送信機は、例えばネームプレート型のデバイスであり、当該ビーコン送信機のユーザ300の首に掛けたり、胸に留めたりすることで身に着けられる。以降の説明では、基本的に、ビーコン送信機はユーザ300の正面側に身に着けられていることを前提とする。 The beacon transmitter is, for example, a nameplate type device, and is worn by the user 300 of the beacon transmitter by hanging it around the neck or fastening it to the chest. The following description basically assumes that the beacon transmitter is worn on the front side of the user 300 .

なお、「ビーコン」、「ビーコン送信機」および「ビーコン受信機」は例示的な名称に過ぎない。「ビーコン」は「無線信号」、「ビーコン送信機」は「無線)送信機」、「ビーコン受信装置(または受信機)」は「(無線)受信装置(または受信機)」などと読み替えられ得る。 It should be noted that "beacon," "beacon transmitter," and "beacon receiver" are merely exemplary designations. "Beacon" can be read as "radio signal", "beacon transmitter" can be read as "wireless) transmitter", "beacon receiver (or receiver)" can be read as "(wireless) receiver (or receiver)", etc. .

通過判定ラインを基準に位置C1およびC2の側は、ビーコン送信機の持ち出しが禁止されている。他方、通過判定ラインを基準に位置C1およびC2の反対の側は、ビーコン送信機の持ち歩きが許可されたエリア(以降、許可エリアと称する)である。 Beacon transmitters are prohibited from being taken out from positions C1 and C2 with respect to the passage determination line. On the other hand, the side opposite to positions C1 and C2 with respect to the passage determination line is an area where carrying around of the beacon transmitter is permitted (hereinafter referred to as permitted area).

位置判定装置100は、各ビーコン受信装置200に含まれる複数のビーコン受信機からの受信電力データに基づいて、少なくとも、ビーコン送信機を所持するユーザ300が通過判定ラインを通過したか否か、より具体的には、ビーコン送信機が通過判定ラインよりも位置C1またはC2の側に存在するか否かを判定する。 Based on the received power data from the plurality of beacon receivers included in each beacon receiver 200, the position determination device 100 determines at least whether or not the user 300 possessing the beacon transmitter has passed the passage determination line. Specifically, it is determined whether or not the beacon transmitter exists on the position C1 or C2 side of the passage determination line.

ビーコン受信装置200は、図3に例示されるように、2つのビーコン受信機210-1,210-2と、ポール220と、ベース230とを含む。図3の例では、1つのビーコン受信装置200は2つのビーコン受信機210を含んでいるので、かかるビーコン受信装置200を4箇所に設置すれば、位置判定装置100は、合計8個のビーコン受信機210から受信電力データを得ることができる。 The beacon receiver 200 includes two beacon receivers 210-1 and 210-2, a pole 220, and a base 230, as illustrated in FIG. In the example of FIG. 3, one beacon receiver 200 includes two beacon receivers 210, so if the beacon receivers 200 are installed at four locations, the position determination device 100 can receive a total of eight beacons. Received power data can be obtained from machine 210 .

ビーコン受信機210-1およびビーコン受信機210-2は、互いにビーコン信号の半波長以上の間隔を開けてポール220に取り付けられている。かかる構成と位置判定装置200における後述の受信電力推定処理とにより、空間ダイバーシティ効果を得ることができる。ここで、ビーコン信号の半波長は、例えばBLE信号の場合には、6cm強に相当する。 Beacon receiver 210-1 and beacon receiver 210-2 are attached to pole 220 with an interval of at least half the wavelength of the beacon signal from each other. A space diversity effect can be obtained by such a configuration and the reception power estimation processing described later in the position determination device 200 . Here, the half wavelength of the beacon signal corresponds to, for example, a little over 6 cm in the case of the BLE signal.

図3の例では、ビーコン受信機210-1およびビーコン受信機210-2は、鉛直方向に沿って、すなわち縦方向に沿って、互いにビーコン信号の半波長以上の間隔を開けてポール220に取り付けられている。かかる配置例は、例えば屋外のように、主に、ビーコン信号の直接波と、主に地面または床からの反射波との干渉によるフェージングが発生する環境に適している。 In the example of FIG. 3, beacon receiver 210-1 and beacon receiver 210-2 are mounted on pole 220 spaced apart from each other by at least half the wavelength of the beacon signal along the vertical direction, that is, along the longitudinal direction. It is Such an arrangement is suitable for environments, such as outdoors, where fading occurs mainly due to interference between the direct wave of the beacon signal and the reflected wave mainly from the ground or floor.

他方、屋内のように壁からの反射波も存在する環境では、ビーコン受信機210-1およびビーコン受信機210-2は、縦方向に加えて横方向、すなわち鉛直方向と直交する方向に間隔を開けて配置されてもよい。或いは、ビーコン受信装置200を壁際に設置することも、直接波と壁からの反射波との干渉により生じるフェージングの軽減に効果的である。 On the other hand, in an environment such as indoors where reflected waves from walls also exist, beacon receivers 210-1 and 210-2 are separated not only in the vertical direction but also in the horizontal direction, that is, in the direction orthogonal to the vertical direction. It may be placed open. Alternatively, installing the beacon receiver 200 near a wall is also effective in reducing fading caused by interference between the direct wave and the reflected wave from the wall.

なお、1つのビーコン受信装置200に含まれるビーコン受信機210の数は3以上であってもよい。例えば、1辺がビーコン信号の半波長以上である正方形の頂点に対応するように4つのビーコン受信機210がポール220に取り付けられてもよい。 Note that the number of beacon receivers 210 included in one beacon receiver 200 may be three or more. For example, four beacon receivers 210 may be mounted on a pole 220 to correspond to the vertices of a square whose sides are at least half the wavelength of the beacon signal.

ビーコン受信機210は、例えば、BLE受信機と、Sub-GHz帯通信機とを含み得る。かかるBLE受信機およびSub-GHz帯通信機との組み合わせは、BLE~Sub-GHz Gatewayとも呼ばれる。 Beacon receiver 210 may include, for example, a BLE receiver and a Sub-GHz band communicator. A combination of such a BLE receiver and a Sub-GHz band communication device is also called a BLE to Sub-GHz Gateway.

BLE受信機は、ビーコン信号としてのBLE信号を受信して、受信電力データ、例えばRSSIデータを生成する。そして、BLE受信機は、HCI(Host Controller Interface)を介して、受信電力データをSub-GHz帯通信機へ送る。なお、受信電力データは、受信電力の値、例えばRSSIを表すデータに加え、BLE受信機を識別する識別子およびビーコン信号の送信元であるビーコン送信機を識別する識別子を含み得る。 A BLE receiver receives a BLE signal as a beacon signal and generates received power data, eg, RSSI data. Then, the BLE receiver sends the reception power data to the Sub-GHz band communication device via HCI (Host Controller Interface). Note that the received power data may include an identifier for identifying the BLE receiver and an identifier for identifying the beacon transmitter that is the transmission source of the beacon signal, in addition to data representing the value of the received power, such as RSSI.

Sub-GHz帯通信機は、ホストとして、HCIを介してBLE受信機から受信電力データを取得する。Sub-GHz帯通信機は、これをSub-GHz帯通信向けの無線信号に変換し、位置判定装置100へ送信する。 As a host, the Sub-GHz band communication device acquires received power data from the BLE receiver via HCI. The Sub-GHz band communication device converts this into a radio signal for Sub-GHz band communication and transmits it to the position determination device 100 .

ポール220は、ビーコン受信機210-1およびビーコン受信機210-2が取り付けられ、これらを支持する。また、ベース230は、ポール220を支持する。 Pole 220 is attached to and supports beacon receiver 210-1 and beacon receiver 210-2. Also, the base 230 supports the pole 220 .

位置判定装置100は、図1に例示されるように、受信部101と、受信電力ログ記憶部102と、受信電力推定部103と、位置判定部104と、警報部105とを含む。位置判定装置100は、PC(Personal Computer)またはその他のコンピュータであり得る。 Position determination device 100 includes reception section 101, reception power log storage section 102, reception power estimation section 103, position determination section 104, and alarm section 105, as illustrated in FIG. Position determining device 100 may be a PC (Personal Computer) or other computer.

位置判定装置100は、ハードウェア要素として、例えば、プロセッサ、メモリ、補助記憶装置、通信インタフェース、入出力インタフェース、入力装置、出力装置などの一部または全部を含み得る。また、各ハードウェア要素は、例えばバス経由で互いに接続され得る。 Position determination device 100 may include, as hardware elements, part or all of, for example, a processor, memory, auxiliary storage device, communication interface, input/output interface, input device, and output device. Also, each hardware element may be connected to each other via a bus, for example.

プロセッサは、プログラムを実行することで後述される種々の処理を実現する。プロセッサは、典型的にはCPU(Central Processing Unit)および/またはGPU(Graphics Processing Unit)であるが、マイコン、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはDSP(Digital Signal Processor)、などであってもよい。 The processor implements various processes described later by executing programs. The processor is typically a CPU (Central Processing Unit) and/or a GPU (Graphics Processing Unit), but may be a microcomputer, an FPGA (Field Programmable Gate Array), or a DSP (Digital Signal Processor). .

メモリは、プロセッサによって実行されるプログラムおよびプロセッサによって使用されるデータを一時的に格納し得る。メモリは、かかるプログラム/データが展開されるワークエリアを有するRAM(Random Access Memory)を含み得る。補助記憶装置は、例えば、HDD(Hard Disc Drive)、SSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリなどであり得る。 The memory may temporarily store programs executed by the processor and data used by the processor. The memory may include a RAM (Random Access Memory) having a work area in which such programs/data are deployed. The auxiliary storage device can be, for example, a HDD (Hard Disc Drive), an SSD (Solid State Drive), a flash memory, or the like.

通信インタフェースは、外部装置、例えばビーコン受信装置200に含まれる複数のビーコン受信機と通信をするためのモジュールであって、送受信のための信号処理回路、アンテナ、LAN(Local Area Network)端子などを含み得る。通信インタフェースは、例えばSub-GHz無線用のモジュール、無線LAN用のモジュール、移動通信などの広域通信用のモジュール、などであり得る。 The communication interface is a module for communicating with an external device, for example, a plurality of beacon receivers included in the beacon receiving device 200, and includes a signal processing circuit for transmission and reception, an antenna, a LAN (Local Area Network) terminal, and the like. can contain. The communication interface can be, for example, a module for Sub-GHz radio, a module for wireless LAN, a module for wide area communication such as mobile communication, and the like.

入出力インタフェースは、USB(Universal Serial Bus)端子、またはその他のデータ転送用ケーブルのための端子、などである。また、出力装置は、ディスプレイ、スピーカ、などである。 The input/output interface is a USB (Universal Serial Bus) terminal, a terminal for other data transfer cables, or the like. Also, the output device is a display, a speaker, or the like.

受信部101は、前述の通信インタフェースにより実現され得る。受信部101は、ビーコン受信装置200に含まれる複数のビーコン受信機から、受信電力データ群を受信する。受信電力データ群は、ビーコン送信機によって送信されたビーコン信号の、複数のビーコン受信機における受信電力を表す。 The receiving unit 101 can be realized by the communication interface described above. The receiving unit 101 receives received power data groups from a plurality of beacon receivers included in the beacon receiving device 200 . The received power data group represents the received power of a beacon signal transmitted by a beacon transmitter at a plurality of beacon receivers.

受信電力ログ記憶部102は、前述のメモリおよび/または補助記憶装置により実現され得る。受信電力ログ記憶部102は、受信部101によって取得された受信電力データ群を保存する。受信電力データ群は、受信電力推定部103によって必要に応じて読み出され得る。 Received power log storage unit 102 can be realized by the aforementioned memory and/or auxiliary storage device. The received power log storage unit 102 stores the received power data group acquired by the receiving unit 101 . The reception power data group can be read by reception power estimation section 103 as necessary.

ここで、受信電力データ群に含まれるそれぞれの受信電力データは、例えば当該受信電力データのソースとなるビーコン受信機を識別する識別子およびビーコン信号の送信元であるビーコン送信機を識別する識別子(またはユーザ300の識別子)に対応付けて受信電力ログ記憶部102に保存され得る。 Here, each reception power data included in the reception power data group is, for example, an identifier that identifies the beacon receiver that is the source of the reception power data and an identifier that identifies the beacon transmitter that is the transmission source of the beacon signal (or (identifier of user 300) and stored in received power log storage unit 102. FIG.

受信電力推定部103は、前述のプロセッサおよびメモリにより実現され得る。受信電力推定部103は、各ビーコン受信装置200に対応する受信電力データ群を受信電力ログ記憶部102から読み出す。そして、受信電力推定部103は、読み出した受信電力データ群に基づいて、当該受信電力データ群に対応するビーコン受信機210が属するビーコン受信装置200の設置位置における上記ビーコン信号の受信電力を推定し、当該位置におけるビーコン信号の受信電力の推定値を生成する。図2のようにビーコン受信装置200が4箇所に設置されている場合には、受信電力推定部103は4つの推定値を生成することになる。受信電力推定部103は、各位置におけるビーコン信号の受信電力の推定値を位置判定部104へ送る。 Received power estimating section 103 can be realized by the aforementioned processor and memory. Received power estimation section 103 reads out the received power data group corresponding to each beacon receiving device 200 from received power log storage section 102 . Based on the read received power data group, received power estimation section 103 estimates the received power of the beacon signal at the installation position of beacon receiving apparatus 200 to which beacon receiver 210 corresponding to the received power data group belongs. , to generate an estimate of the received power of the beacon signal at that location. When beacon receivers 200 are installed at four locations as shown in FIG. 2, received power estimation section 103 generates four estimated values. The received power estimator 103 sends the estimated value of the received power of the beacon signal at each position to the position determiner 104 .

以下、受信電力推定部103によって行われる処理の詳細について説明する。
具体的には、受信電力推定部103は、それぞれの位置について、当該位置に設置されたビーコン受信装置200のビーコン受信機210毎に、当該ビーコン受信機210に対応する受信電力データから直近の複数時点に亘る受信電力の最大値を探索し、さらに当該ビーコン受信機210に対応するオフセットを加算し、当該位置におけるビーコン信号の受信電力の候補値の1つを算出する。すなわち、受信電力推定部103は、位置毎に複数の候補値(候補値群)を算出する。ここで、オフセットは、ビーコン受信機210間の特性差分を吸収するための補正値であり、ビーコン受信機210毎に定められる。
Details of the processing performed by received power estimation section 103 will be described below.
Specifically, for each position, for each beacon receiver 210 of the beacon receiving device 200 installed at that position, the received power estimation unit 103 calculates the most recent received power data from the received power data corresponding to the beacon receiver 210. The maximum value of the received power over time is searched, and the offset corresponding to the beacon receiver 210 is added to calculate one of the candidate values of the received power of the beacon signal at that location. That is, received power estimation section 103 calculates a plurality of candidate values (candidate value group) for each position. Here, the offset is a correction value for absorbing the characteristic difference between beacon receivers 210 and is determined for each beacon receiver 210 .

ビーコン受信機210における受信電力は、当該ビーコン受信機210が静止状態にあったとしても、図4に例示されるように時間の経過に伴って変動する(ゆらぐ)。故に、かかる揺らぎの1周期よりも長い時間に亘る受信電力の最大値を探索することで、各ビーコン受信機210における受信電力の揺らぎによる影響を抑制することができる。 The received power at the beacon receiver 210 fluctuates (fluctuations) over time as illustrated in FIG. 4 even if the beacon receiver 210 is in a stationary state. Therefore, by searching for the maximum value of received power over a period of time longer than one cycle of such fluctuations, the influence of fluctuations in received power in each beacon receiver 210 can be suppressed.

そして、受信電力推定部103は、各位置における候補値群の最大値を当該位置におけるビーコン信号の受信電力の推定値として決定する。換言すれば、受信電力推定部103は、各ビーコン受信装置200に含まれる複数のビーコン受信機210について算出した候補値の最大値を、当該ビーコン受信装置200が設置された位置におけるビーコン信号の受信電力の推定値として決定する。 Received power estimating section 103 then determines the maximum value of the candidate value group at each position as the estimated value of the received power of the beacon signal at that position. In other words, received power estimating section 103 calculates the maximum value of the candidate values calculated for a plurality of beacon receivers 210 included in each beacon receiving device 200 according to the reception of the beacon signal at the position where the beacon receiving device 200 is installed. Determined as an estimate of power.

図5に、距離対RSSIの理論カーブと、ビーコン受信機210-1,210-2と同様に配置された2つのビーコン受信機1,2における実測結果と、計測点毎のこれらの実測結果の最大値を結んだ結果とを示す。なお、ビーコン受信機1,2の実測結果は、屋外にて距離1m毎にビーコン信号を送信した場合の当該ビーコン受信機1,2におけるRSSIをプロットしたものである。また、ビーコン受信機1,2の実測結果は、前述の揺らぎ対策を施しているので揺らぎの影響は無視できる。 FIG. 5 shows the theoretical curve of distance vs. RSSI, the actual measurement results of two beacon receivers 1 and 2 arranged in the same manner as beacon receivers 210-1 and 210-2, and the actual measurement results for each measurement point. and the result of connecting the maximum values. The actual measurement results of the beacon receivers 1 and 2 are obtained by plotting the RSSI in the beacon receivers 1 and 2 when the beacon signal is transmitted outdoors every 1 m. Further, the actual measurement results of the beacon receivers 1 and 2 can ignore the influence of fluctuation because the above-described fluctuation countermeasures are taken.

自由空間における距離対RSSIの理論カーブは、フリスの伝達公式により求めることができる。しかしながら実際には、この理論カーブは、マルチパスの影響が大きい遠距離は勿論、近距離においても成り立たないことがある。例えば、受信機1については、近距離といえる距離3mにおける実測結果が理論カーブを約4dBm下回っており、このRSSIのみに基づく推定距離は約5mとなり、約2mもの誤差が生じることになる。他方、受信機2については距離が11m程度までは受信機1よりも理論カーブに近い実測結果が得られたものの、距離12mにおける実測結果は理論カーブを約10dBmも下回っている。 A theoretical curve of distance versus RSSI in free space can be obtained by the Friis transfer formula. However, in practice, this theoretical curve may not hold true not only at long distances where the influence of multipath is great, but also at short distances. For example, for the receiver 1, the actual measurement result at a distance of 3 m, which can be said to be a short distance, is about 4 dBm below the theoretical curve, and the estimated distance based on this RSSI alone is about 5 m, resulting in an error of about 2 m. On the other hand, for the receiver 2, although the actual measurement result closer to the theoretical curve than the receiver 1 was obtained up to a distance of about 11 m, the actual measurement result at a distance of 12 m was about 10 dBm lower than the theoretical curve.

図5から読み取れるように、ビーコン受信機1,2はRSSIの落ち込みのパターンが互いに異なっている。故に、両者の最大値を受信電力の推定値として採用することでフェージングを軽減することができる(空間ダイバーシティ効果)。結果的に、計測点毎のビーコン受信機1,2における実測結果の最大値を結んだ折れ線は、距離がおよそ5m付近までは理論カーブに近い結果が得られた。他方、距離が5~10mの範囲ではフェージングの影響が部分的に見られ、距離が10m以上では10m以上であることが分かるに過ぎない。 As can be read from FIG. 5, the beacon receivers 1 and 2 have different RSSI drop patterns. Therefore, fading can be reduced by adopting the maximum value of both as the estimated value of received power (spatial diversity effect). As a result, the polygonal line connecting the maximum values of the actual measurement results of the beacon receivers 1 and 2 for each measurement point was close to the theoretical curve up to a distance of about 5 m. On the other hand, it can be seen that the effect of fading is partially seen in the distance range of 5 to 10 m, and is only 10 m or more when the distance is 10 m or more.

従って、各ビーコン受信装置200に含まれる複数のビーコン受信機210について算出した候補値の最大値を、当該ビーコン受信装置200が設置された位置におけるビーコン信号の受信電力の推定値として決定することで、およそ5m付近までは高精度に距離を推定することができ、さらに、距離が5mより大きい場合であっても、およそ5m~10mの範囲にあるのか10m以上であるのか、を判別することは可能である。 Therefore, by determining the maximum value of the candidate values calculated for the plurality of beacon receivers 210 included in each beacon receiver 200 as the estimated value of the received power of the beacon signal at the position where the beacon receiver 200 is installed, , the distance can be estimated with high accuracy up to about 5 m, and even if the distance is greater than 5 m, it is not possible to determine whether it is in the range of about 5 m to 10 m or 10 m or more. It is possible.

位置判定部104は、前述のプロセッサおよびメモリにより実現され得る。位置判定部104は、各位置におけるビーコン信号の受信電力の推定値と、後述される第1の閾値および第2の閾値を用いて、ビーコン送信機の位置を判定する。例えば、位置判定部104は、ビーコン送信機の位置を、当該ビーコン送信機が通過判定ラインよりも位置C1または位置C2側に存在することを意味する「ゲート外」を少なくとも含む複数のラベルのいずれかとして判定する。位置判定部104は、判定結果を警報部105へ送る。 The position determination unit 104 can be realized by the aforementioned processor and memory. The position determination unit 104 determines the position of the beacon transmitter using the estimated value of the received power of the beacon signal at each position and the first and second thresholds described later. For example, the position determination unit 104 determines the position of the beacon transmitter from any of a plurality of labels including at least "outside the gate" which means that the beacon transmitter exists on the position C1 or position C2 side of the passage determination line. It is judged as Position determination section 104 sends the determination result to alarm section 105 .

第1の閾値は、ビーコン送信機がビーコン受信装置200に近接しているか否かを判定するため基準値に相当し得る。前述のように本実施形態では、距離が5m付近までは高精度に距離を推定することができるので、近接は距離が5mまたはより小さな上限値以下にあることと定められ得る。例えば、図5の例において上限値を4mとすれば、第1の閾値は図7に例示されるように約-58dBmと定めることができる。 A first threshold may correspond to a reference value for determining whether a beacon transmitter is in proximity to the beacon receiver 200 . As described above, in this embodiment, the distance can be estimated with high accuracy up to a distance of about 5 m, so proximity can be defined as the distance being equal to or less than the upper limit of 5 m or less. For example, if the upper limit value is 4 m in the example of FIG. 5, the first threshold can be set at about -58 dBm as illustrated in FIG.

他方、第2の閾値は、ビーコン送信機とビーコン受信装置200との距離が検出限界距離を超えているかどうかを判定するための基準値に相当し得る。前述のように本実施形態では、距離が10m以上では10m以上であることが分かるに過ぎないので、検出限界距離は10mまたはより小さな値と定められ得る。例えば、図5の例において検出限界距離を10mとすれば、第2の閾値は図7に例示されるように約-66dBmと定めることができる。 On the other hand, the second threshold may correspond to a reference value for determining whether the distance between the beacon transmitter and the beacon receiver 200 exceeds the detection limit distance. As described above, in this embodiment, it is only known that the distance is 10 m or more, so the detection limit distance can be defined as 10 m or a smaller value. For example, if the detection limit distance is 10 m in the example of FIG. 5, the second threshold can be set to about -66 dBm as illustrated in FIG.

また、前述のように、ビーコン送信機はユーザ300の正面側に身に着けられている。BLE信号などの周波数2.4GHz帯の電波は、直進性が高いうえに水分に吸収されやすいという性質を持つ。人体の約70%は水分であることから、ビーコン送信機か放射された電波は、ユーザ300の身体によって吸収されるうえに回り込みも殆ど生じない。故に、ビーコン信号の送信電力は、図6に例示されるように、ユーザ300の背面側で大幅に減衰する。この減衰量は、10dBmを超える。すなわち、ユーザ300が通過判定ラインを通り過ぎる前と後とでは、位置A1および位置A2において10dBmを超える減衰が生じることになる。 Also, as mentioned above, the beacon transmitter is worn on the front side of the user 300 . Radio waves in the frequency band of 2.4 GHz, such as BLE signals, have the property of being highly rectilinear and being easily absorbed by water. Since about 70% of the human body is water, the radio waves emitted from the beacon transmitter are absorbed by the body of the user 300 and are hardly circulated. Therefore, the transmission power of the beacon signal is greatly attenuated behind the user 300, as illustrated in FIG. This attenuation exceeds 10 dBm. That is, before and after the user 300 passes the passage determination line, attenuation exceeding 10 dBm occurs at the positions A1 and A2.

図8は、ビーコン送信機を身に着けたユーザが、許可エリアから通過判定ラインを通り過ぎ、最終的には位置C1および位置C2を結ぶラインも通り過ぎていくまでの、位置A1、A2、C1およびC2における受信電力の変化を例示する。 FIG. 8 shows positions A1, A2, C1, and C2 from the permitted area until the user wearing the beacon transmitter passes the passage decision line and finally also the line connecting positions C1 and C2. Fig. 3 illustrates the change in received power at C2;

図8によれば、測定カウント33あたりから位置A1および位置A2における受信電力が、急激に減少し始めており、他方で位置C1および位置C2における受信電力は横ばいないし増加している。これは、ユーザが通過判定ラインを通り過ぎようとしていることを示唆している。この時、位置A1および位置A2は、実際にはビーコン送信機と近接しているにも関わらず、これらの位置における受信電力は第1の閾値、場合によっては第2の閾値を下回ることになる。 According to FIG. 8, the received powers at positions A1 and A2 begin to decrease sharply from around measurement count 33, while the received powers at positions C1 and C2 level off or increase. This suggests that the user is about to pass the pass determination line. At this time, the received power at locations A1 and A2 will fall below the first threshold and possibly the second threshold even though they are actually in close proximity to the beacon transmitter. .

また、測定カウント49あたりから位置C1および位置C2における受信電力も、急激に減少し始める。これは、ユーザが最終的には位置C1および位置C2を結ぶラインを通り過ぎようとしていることを示唆している。この時、位置C1および位置C2は、実際にはビーコン送信機と近接しているにも関わらず、これらの位置における受信電力は第1の閾値、場合によっては第2の閾値を下回ることになる。 Also, from around measurement count 49, the received power at positions C1 and C2 begins to decrease sharply. This suggests that the user will eventually pass the line connecting positions C1 and C2. At this time, the received power at locations C1 and C2 will fall below the first threshold and possibly the second threshold even though they are actually close to the beacon transmitter. .

位置判定部104は、かかる人体の電波遮蔽効果による受信電力の落ち込みを利用して、以下のように位置判定を行う。
(1) 位置A1または位置A2における推定値が第1の閾値以上である場合には、ビーコン送信機は位置A1または位置A2に近接しており、かつ、ユーザ300の身体は位置A1または位置A2に向いていると予想される。そして、さらに位置A1における推定値が位置C1における推定値以上、または位置A2における推定値が位置C2における推定値以上である場合には、ビーコン送信機は位置C1または位置C2よりも位置A1または位置A2に近いと予想される。故に、位置判定部104は、ビーコン送信機の位置を例えば、ビーコン送信機が通過判定ライン付近に存在することを意味する「ライン上」、または通過判定ラインよりも手前側、すなわち許可エリアに存在することを意味する「ゲート内」、と判定し得る。なお、「ライン上」および「ゲート内」は、必ずしも区別される必要はなく、例えば「ライン上」が「ゲート内」に統合されてもよい。他方、位置判定部104は、位置A1における推定値が第1の閾値以上であるが位置C1における推定値未満、または位置A2における推定値が第1の閾値以上であるが位置C2における推定値未満である場合には、ビーコン送信機の位置を、例えばビーコン送信機が通過判定ラインを通過済み、すなわちビーコン送信機が通過判定ラインよりも位置C1または位置C2側に存在することを意味する「ゲート外」と判定し得る。
The position determination unit 104 performs position determination as follows, using the drop in received power due to the radio wave shielding effect of the human body.
(1) If the estimated value at position A1 or position A2 is greater than or equal to the first threshold, then the beacon transmitter is close to position A1 or position A2 and the body of user 300 is at position A1 or position A2. expected to be suitable for And further, if the estimated value at location A1 is greater than or equal to the estimated value at location C1, or the estimated value at location A2 is greater than or equal to the estimated value at location C2, then the beacon transmitter is located at location A1 or at location C2 rather than at location C1 or location C2. It is expected to be close to A2. Therefore, the position determination unit 104 determines the position of the beacon transmitter as, for example, "on the line", which means that the beacon transmitter exists in the vicinity of the passage determination line, or on the near side of the passage determination line, that is, in the permitted area. It can be determined as "within the gate", which means that Note that "on the line" and "inside the gate" do not necessarily have to be distinguished, and for example, "on the line" may be integrated into "inside the gate". On the other hand, the position determination unit 104 determines that the estimated value at position A1 is greater than or equal to the first threshold but less than the estimated value at position C1, or the estimated value at position A2 is greater than or equal to the first threshold but less than the estimated value at position C2. In the case of , the position of the beacon transmitter, for example, the beacon transmitter has already passed the passage determination line, that is, the beacon transmitter exists on the position C1 or position C2 side of the passage determination line. It can be judged as "outside".

(2) 位置A1および位置A2における推定値がいずれも第1の閾値未満であって、かつ、位置C1または位置C2における推定値が第1の閾値以上である場合には、ビーコン送信機は位置C1または位置C2に近接しており、かつ、ユーザ300の身体は位置C1または位置C2に向いている、換言すれば位置A1および位置A2に背を向けていること予想される。故に、位置判定部104は、ビーコン送信機の位置を「ゲート外」と判定し得る。 (2) If the estimated values at location A1 and location A2 are both less than the first threshold and the estimated values at location C1 or location C2 are greater than or equal to the first threshold, then the beacon transmitter determines location Proximity to C1 or position C2, and the body of user 300 is expected to face position C1 or position C2, in other words, back to position A1 and position A2. Therefore, the position determining unit 104 can determine the position of the beacon transmitter to be "outside the gate".

(3) 位置A1、位置A2、位置C1および位置C2における推定値がいずれも第2の閾値未満である場合には、(a)ビーコン送信機は許可エリア内にあるが、ビーコン送信機から位置A1および位置A2までの距離がいずれも第2の閾値に対応する距離、例えば10mを超えている、(b)ビーコン送信機は許可エリア内にあるが、ユーザ300は位置A1および位置A2に背を向けている、(c)ビーコン送信機は許可エリア外にあるが、ビーコン送信機から位置C1および位置C2までの距離がいずれも第2の閾値に対応する距離、例えば10mを超えている、(d)ビーコン送信機は許可エリア外にあるが、ユーザ300は位置C1および位置C2に背を向けている、などの可能性がある。すなわち、位置A1、位置A2、位置C1および位置C2における推定値がいずれも第2の閾値未満である場合には、ビーコン送信機が許可エリア内に存在するか否かを推定値のみから判定することはできない。そこで、位置判定部104は、ビーコン送信機の位置を、ビーコン送信機が位置判定可能な範囲外に存在することを意味する「圏外」と判定し得る。 (3) If the estimates at location A1, location A2, location C1, and location C2 are all less than a second threshold, then (a) the beacon transmitter is within the permitted area, but the location from the beacon transmitter; The distances to A1 and location A2 both exceed the distance corresponding to the second threshold, for example 10 m, (b) the beacon transmitter is within the permitted area, but the user 300 is behind location A1 and location A2; (c) the beacon transmitter is outside the permitted area, but the distances from the beacon transmitter to position C1 and position C2 both exceed a distance corresponding to a second threshold, e.g., 10 m; (d) The beacon transmitter is outside the permitted area, but the user 300 may have his back to position C1 and position C2, and so on. That is, if the estimated values at positions A1, A2, C1, and C2 are all less than the second threshold, it is determined whether or not the beacon transmitter exists within the permitted area based only on the estimated values. It is not possible. Therefore, the position determination unit 104 can determine the position of the beacon transmitter as "out of range", which means that the beacon transmitter exists outside the range in which the position can be determined.

位置A1および位置A2の中点付近や位置C1および位置C2の中点付近では、これらの位置における推定値が第1の閾値未満かつ第2の閾値以上となることがあり得る。位置判定部104は、かかる場合であってもビーコン送信機が許可エリア内に存在するか否かを判定し得る。 Near the midpoint between positions A1 and A2 and near the midpoint between positions C1 and C2, the estimated values at these positions may be less than the first threshold and greater than or equal to the second threshold. Even in such a case, the position determination unit 104 can determine whether or not the beacon transmitter exists within the permitted area.

(4) 位置A1および位置A2における推定値が第1の閾値未満かつ第2の閾値以上であって、位置A1における推定値が位置C1における推定値以上であって、かつ位置A2における推定値が位置C2における推定値以上である場合には、ビーコン送信機は位置A1および位置A2の中点付近に存在し、かつ、ユーザ300の身体は位置A1または位置A2に向いていることを意味している。故に、位置判定部104は、ビーコン送信機の位置を例えば「ゲート内」と判定し得る。 (4) the estimated values at the positions A1 and A2 are less than the first threshold and equal to or greater than the second threshold, the estimated value at the position A1 is greater than or equal to the estimated value at the position C1, and the estimated value at the position A2 is If it is greater than or equal to the estimated value at position C2, it means that the beacon transmitter is near the midpoint between positions A1 and A2, and the body of user 300 is facing either position A1 or position A2. there is Therefore, the position determination unit 104 can determine the position of the beacon transmitter as, for example, "inside the gate".

(5) 位置C1および位置C2における推定値が第1の閾値未満かつ第2の閾値以上であって、位置C1における推定値が位置A1における推定値以上であって、かつ位置C2における推定値が位置A2における推定値以上である場合には、ビーコン送信機は位置C1および位置C2の中点付近に存在し、かつ、ユーザ300の身体は位置C1または位置C2に向いている、換言すれば位置A1および位置A2に背を向けていることを意味している。故に、位置判定部104は、ビーコン送信機の位置を「ゲート外」と判定し得る。 (5) the estimated values at positions C1 and C2 are less than the first threshold and equal to or greater than the second threshold, the estimated value at position C1 is greater than or equal to the estimated value at position A1, and the estimated value at position C2 is If it is greater than or equal to the estimate at position A2, then the beacon transmitter is near the midpoint between positions C1 and C2, and the body of user 300 is facing either position C1 or position C2, in other words position It means that the back is turned to A1 and position A2. Therefore, the position determining unit 104 can determine the position of the beacon transmitter to be "outside the gate".

警報部105は、前述のプロセッサおよびメモリと、通信インタフェース、入出力インタフェース、および/または出力装置との組み合わせにより実現され得る。警報部105は、位置判定部104からの判定結果が例えば前述の「ゲート外」であった場合に、警報を発する。例えば、警報部105は、「持ち去り発生!」、「ビーコン○○が持ち去られます!」(○○はビーコン送信機の名称または識別子であり得るが、省略されてもよい)、「ユーザ□□がビーコンを持ち去ります!」(□□はユーザの名称または識別子であり得るが、省略されてもよい)、などのメッセージを表示または音声出力してもよいし、かかるメッセージデータを管理者の端末へ送信してもよい。 The alarm unit 105 can be implemented by a combination of the processor and memory described above, a communication interface, an input/output interface, and/or an output device. The alarm unit 105 issues an alarm when the determination result from the position determination unit 104 is, for example, "outside the gate". For example, the alarm unit 105 outputs "Abduction has occurred!", "Beacon XX is being taken away!" □ is going to take the beacon away!" may be sent to any terminal.

以下、図9を用いて、図1の位置判定装置100の動作を説明する。図9の動作は、例えばビーコン信号の送信周期毎に実行され得る。
まず、受信電力推定部103は、受信電力ログ記憶部102から受信電力データ群を読み出し、これに基づいて各位置におけるビーコン信号の受信電力を推定する(ステップS410)。なお、ステップS410の詳細は、図10を用いて後述される。
The operation of the position determination device 100 in FIG. 1 will be described below with reference to FIG. The operation of FIG. 9 can be performed, for example, every transmission period of the beacon signal.
First, the received power estimation unit 103 reads out the received power data group from the received power log storage unit 102, and estimates the received power of the beacon signal at each position based on this (step S410). Details of step S410 will be described later with reference to FIG.

次に、位置判定部104は、ステップS410において生成された各位置におけるビーコン信号の受信電力の推定値と、第1の閾値および第2の閾値とに基づいて、対象ビーコンの位置を判定する(ステップS420)。なお、ステップS420の詳細は、図11乃至図13を用いて後述される。 Next, the position determination unit 104 determines the position of the target beacon based on the estimated received power of the beacon signal at each position generated in step S410 and the first and second thresholds ( step S420). The details of step S420 will be described later with reference to FIGS. 11 to 13. FIG.

ステップS420における判定結果が「ゲート外」である場合には処理はステップS442へ進み、ステップS420における判定結果が「ゲート外」でない場合には図9の動作は終了する(ステップS441)。 If the determination result in step S420 is "outside the gate", the process proceeds to step S442, and if the determination result in step S420 is not "outside the gate", the operation of FIG. 9 ends (step S441).

ステップS442において、警報部105は警報を出力する。具体的には、警報部105は、メッセージを表示または音声出力してもよいし、かかるメッセージデータを管理者の端末へ送信してもよい。ステップS442の後、図9の動作は終了する。 In step S442, the alarm unit 105 outputs an alarm. Specifically, the alarm unit 105 may display or output a message by voice, and may transmit such message data to the administrator's terminal. After step S442, the operation of FIG. 9 ends.

以下、図10を用いて、ステップS410の詳細を説明する。ステップS410の開始後、処理はまずステップS411に進む。
ステップS411において、受信電力推定部103は、未処理の位置のうちのいずれか1つを選択し、処理はステップS412に進む。図2の例によれば、受信電力推定部103は、位置A1、位置A2、位置C1および位置C2から1つずつ順次選択し、ステップS412乃至ステップS417を通じて、選択位置におけるビーコン信号の受信電力を推定することになる。
Details of step S410 will be described below with reference to FIG. After starting step S410, the process first proceeds to step S411.
In step S411, received power estimation section 103 selects one of the unprocessed positions, and the process proceeds to step S412. According to the example of FIG. 2, the received power estimating unit 103 sequentially selects one from position A1, position A2, position C1 and position C2, and calculates the received power of the beacon signal at the selected position through steps S412 to S417. will be estimated.

ステップS412において、受信電力推定部103は、選択位置に関する未処理のビーコン受信機210のうちのいずれか1つを選択する。図3の例によれば、受信電力推定部103は、選択位置に設置されたビーコン受信装置200に含まれるビーコン受信機210-1およびビーコン受信機210-2から1つずつ順次選択し、ステップS413乃至ステップS415を通じて、選択位置におけるビーコン信号の受信電力の候補値の1つを算出することになる。 In step S412, the received power estimation unit 103 selects one of the unprocessed beacon receivers 210 for the selected position. According to the example of FIG. 3, received power estimating section 103 sequentially selects one by one from beacon receiver 210-1 and beacon receiver 210-2 included in beacon receiving device 200 installed at the selected position, and step Through S413 to step S415, one of the received power candidate values of the beacon signal at the selected position is calculated.

受信電力推定部103は、ステップS412において選択したビーコン受信機210における直近4つのRSSIを、受信電力データ群から抽出する(ステップS413)。そして、受信電力推定部103は、ステップS413において抽出した4つのRSSIの最大値を探索する(ステップS414)。これにより、ステップS412において選択したビーコン受信機210における受信電力の揺らぎによる影響を抑制することができる。 The received power estimation unit 103 extracts the latest four RSSIs of the beacon receiver 210 selected in step S412 from the received power data group (step S413). Then, received power estimation section 103 searches for the maximum value of the four RSSIs extracted in step S413 (step S414). This makes it possible to suppress the influence of fluctuations in the received power of the beacon receiver 210 selected in step S412.

さらに、受信電力推定部103は、ステップS414において探索した最大RSSIに、ステップS412において選択したビーコン受信機210に対応するオフセットを加算し、当該ビーコン受信機210に対応する候補値を算出する(ステップS415)。これにより、ビーコン受信機210間の特性差分を吸収することができる。 Furthermore, the received power estimating unit 103 adds the offset corresponding to the beacon receiver 210 selected in step S412 to the maximum RSSI searched in step S414 to calculate the candidate value corresponding to the beacon receiver 210 (step S415). Thereby, the characteristic difference between the beacon receivers 210 can be absorbed.

受信電力推定部103は、ステップS415の終了後に、選択位置に関して未処理のビーコン受信機210が残存するか否かを判定する(ステップS416)。未処理のビーコン受信機210が残存していれば処理はステップS412へ戻り、選択位置に関して全てのビーコン受信機210が処理済みであれば処理はステップS417へ進む。図3の例によれば、各位置に関するビーコン受信機210の数は2つであるから、ステップS416における判定結果は順に「Yes」、「No」となる。 After completing step S415, the reception power estimation unit 103 determines whether or not there remains an unprocessed beacon receiver 210 for the selected position (step S416). If unprocessed beacon receivers 210 remain, the process returns to step S412, and if all beacon receivers 210 have been processed for the selected position, the process proceeds to step S417. According to the example of FIG. 3, the number of beacon receivers 210 for each position is two, so the determination results in step S416 are "Yes" and "No" in that order.

ステップS417において、受信電力推定部103は、選択位置に関する全てのビーコン受信機210に亘る候補値の最大値を当該選択位置におけるビーコン信号の受信電力として推定する。 In step S417, the received power estimator 103 estimates the maximum value of candidate values for all beacon receivers 210 related to the selected position as the received power of the beacon signal at the selected position.

受信電力推定部103は、ステップS417の終了後に、未処理の位置が残存するか否かを判定する(ステップS418)。未処理の位置が残存していれば処理はステップS411へ戻り、全ての位置が処理済みであれば図10に例示したステップS410は終了する。図2の例によれば、位置の数は4つであるから、ステップS418における判定結果は順に「Yes」、「Yes」、「Yes」、「No」となる。 After step S417 is completed, received power estimation section 103 determines whether or not an unprocessed position remains (step S418). If unprocessed positions remain, the process returns to step S411, and if all positions have been processed, step S410 illustrated in FIG. 10 ends. According to the example of FIG. 2, since the number of positions is four, the determination results in step S418 are "Yes", "Yes", "Yes", and "No" in that order.

以下、図11乃至図13を用いて、ステップS420の詳細を説明する。
まず、位置判定部104は、位置A1、位置A2、位置C1および位置C2における推定値の全てが第2の閾値Th2未満であるか否かを判定する(ステップS421)。位置A1、位置A2、位置C1および位置C2における推定値の全てが第2の閾値Th2未満であると判定された場合には処理はステップS422へ進み、位置A1、位置A2、位置C1および位置C2における推定値の少なくとも1つが第2の閾値Th2以上であると判定された場合には処理はステップS423へ進む。
The details of step S420 will be described below with reference to FIGS. 11 to 13. FIG.
First, the position determination unit 104 determines whether or not all estimated values at the positions A1, A2, C1 and C2 are less than the second threshold Th2 (step S421). If it is determined that all of the estimated values at the positions A1, A2, C1 and C2 are less than the second threshold Th2, the process proceeds to step S422, where the positions A1, A2, C1 and C2 is equal to or greater than the second threshold Th2, the process proceeds to step S423.

ステップS422において、位置判定部104は、ビーコン送信機の位置を「圏外」と判定し、図11および図12に例示されたステップS420は終了する。 In step S422, the position determination unit 104 determines that the position of the beacon transmitter is "out of range", and step S420 illustrated in FIGS. 11 and 12 ends.

ステップS423において、位置判定部104は、位置A1または位置A2における推定値が第1の閾値Th1以上であるか否かを判定する。位置A1または位置A2における推定値が第1の閾値Th1以上であると判定されれば処理はステップS426へ進み、位置A1および位置A2における推定値が全て第1の閾値Th1未満であると判定されれば処理はステップS424へ進む。 In step S423, the position determination unit 104 determines whether or not the estimated value at the position A1 or the position A2 is greater than or equal to the first threshold Th1. If it is determined that the estimated value at the position A1 or the position A2 is equal to or greater than the first threshold Th1, the process proceeds to step S426, and it is determined that the estimated values at the positions A1 and A2 are all less than the first threshold Th1. If so, the process proceeds to step S424.

ステップ424において、位置判定部104は、位置C1または位置C2における推定値が第1の閾値Th1以上であるか否かを判定する。位置C1または位置C2における推定値が第1の閾値Th1以上であると判定されれば処理はステップS425へ進み、位置C1および位置C2における推定値が全て第1の閾値Th1未満であると判定されれば処理は図12のステップS431へ進む。 At step 424, the position determination unit 104 determines whether or not the estimated value at the position C1 or the position C2 is equal to or greater than the first threshold Th1. If it is determined that the estimated value at the position C1 or the position C2 is equal to or greater than the first threshold Th1, the process proceeds to step S425, and it is determined that the estimated values at the positions C1 and C2 are all less than the first threshold Th1. If so, the process proceeds to step S431 in FIG.

ステップS425において、位置判定部104は、ビーコン送信機の位置を「ゲート外」と判定し、図11および図12に例示されたステップS420は終了する。 In step S425, the position determination unit 104 determines that the position of the beacon transmitter is "outside the gate", and step S420 illustrated in FIGS. 11 and 12 ends.

ステップS426において、位置判定部104は、位置A1における推定値が第1の閾値Th1以上であって位置C1における推定値を上回ること、および位置A2における推定値が第1の閾値Th以上であって位置C2における推定値を上回ること、の少なくとも一方が満足するか否かを判定する。少なくとも一方が満足すると判定されれば処理はステップS427へ進み、そうでなければ処理はステップS428へと進む。 In step S426, the position determination unit 104 determines whether the estimated value at the position A1 is equal to or greater than the first threshold Th1 and exceeds the estimated value at the position C1, and whether the estimated value at the position A2 is equal to or greater than the first threshold Th. exceeding the estimated value at position C2 are satisfied. If at least one is determined to be satisfied, the process proceeds to step S427; otherwise, the process proceeds to step S428.

ステップS427において、位置判定部104は、ビーコン送信機の位置を「ゲート内」と判定し、図11および図12に例示されたステップS420は終了する。 In step S427, the position determination unit 104 determines that the position of the beacon transmitter is "inside the gate", and step S420 illustrated in FIGS. 11 and 12 ends.

ステップS428において、位置A1における推定値が第1の閾値Th1以上であって位置C1における推定値に略等しい、および位置A2における推定値が第1の閾値Th1以上であって位置C2における推定値に略等しい、の少なくとも一方が満足するか否かを判定する。少なくとも一方が満足すると判定されれば処理はステップS429へ進み、両方が満足しないと判定されれば処理はステップS430へと進む。 In step S428, the estimated value at position A1 is greater than or equal to the first threshold Th1 and substantially equal to the estimated value at position C1, and the estimated value at position A2 is greater than or equal to the first threshold Th1 and equals to the estimated value at position C2. It is determined whether at least one of approximately equal is satisfied. If it is determined that at least one is satisfied, the process proceeds to step S429, and if it is determined that both are not satisfied, the process proceeds to step S430.

ステップS429において、位置判定部104は、ビーコン送信機の位置を「ライン上」と判定し、図11および図12に例示されたステップS420は終了する。 In step S429, the position determination unit 104 determines that the position of the beacon transmitter is "on line", and step S420 illustrated in FIGS. 11 and 12 ends.

ステップS430において、位置判定部104は、ビーコン送信機の位置を「ゲート外」と判定し、図11および図12に例示されたステップS420は終了する。 In step S430, the position determining unit 104 determines that the position of the beacon transmitter is "outside the gate", and step S420 illustrated in FIGS. 11 and 12 ends.

ステップS431において、位置判定部104は、位置A1における推定値が位置C1における推定値を上回ること、および位置A2における推定値が位置C2における推定値を上回ること、の両方が満足するか否かを判定する。両方が満足すると判定されれば処理はステップS432へ進み、少なくとも一方が満足しないと判定されれば処理はステップS434へと進む。 In step S431, the position determination unit 104 determines whether both the estimated value at position A1 exceeds the estimated value at position C1 and the estimated value at position A2 exceeds the estimated value at position C2 are satisfied. judge. If it is determined that both are satisfied, the process proceeds to step S432, and if it is determined that at least one is not satisfied, the process proceeds to step S434.

ステップS432において、位置判定部104は、位置A1および位置A2における推定値が第2の閾値Th2以上であるか否かを判定する。位置A1および位置A2における推定値が第2の閾値Th2以上であると判定されれば処理はステップS433へ進み、位置A1または位置A2における推定値が第2の閾値Th2未満であると判定されれば処理はステップS437へ進む。 In step S432, the position determination unit 104 determines whether or not the estimated values at the positions A1 and A2 are greater than or equal to the second threshold Th2. If it is determined that the estimated values at the positions A1 and A2 are equal to or greater than the second threshold Th2, the process proceeds to step S433, and it is determined that the estimated values at the position A1 or the position A2 are less than the second threshold Th2. Otherwise, the process proceeds to step S437.

ステップS433において、位置判定部104は、ビーコン送信機の位置を「ゲート内」と判定し、図11および図12に例示されたステップS420は終了する。 In step S433, the position determination unit 104 determines that the position of the beacon transmitter is "inside the gate", and step S420 illustrated in FIGS. 11 and 12 ends.

ステップS434において、位置判定部104は、位置C1における推定値が位置A1における推定値を上回ること、および位置C2における推定値が位置A2における推定値を上回ること、の両方が満足するか否かを判定する。両方が満足すると判定されれば処理はステップS435へ進み、少なくとも一方が満足しないと判定されれば処理はステップS437へと進む。 In step S434, the position determination unit 104 determines whether both the estimated value at position C1 exceeds the estimated value at position A1 and the estimated value at position C2 exceeds the estimated value at position A2 are satisfied. judge. If it is determined that both are satisfied, the process proceeds to step S435, and if it is determined that at least one is not satisfied, the process proceeds to step S437.

ステップS435において、位置判定部104は、位置C1および位置C2における推定値が第2の閾値Th2以上であるか否かを判定する。位置C1および位置C2における推定値が第2の閾値Th2以上であると判定されれば処理はステップS436へ進み、位置C1または位置C2における推定値が第2の閾値Th2未満であると判定されれば処理はステップS437へ進む。 In step S435, the position determination unit 104 determines whether or not the estimated values at the positions C1 and C2 are greater than or equal to the second threshold Th2. If it is determined that the estimated values at the positions C1 and C2 are equal to or greater than the second threshold Th2, the process proceeds to step S436, and it is determined that the estimated values at the position C1 or the position C2 are less than the second threshold Th2. Otherwise, the process proceeds to step S437.

ステップS436において、位置判定部104は、ビーコン送信機の位置を「ゲート外」と判定し、図11および図12に例示されたステップS420は終了する。 In step S436, the position determining unit 104 determines that the position of the beacon transmitter is "outside the gate", and step S420 illustrated in FIGS. 11 and 12 ends.

ステップS437において、位置判定部104は、ビーコン送信機の位置を「圏外」ではないが、「ゲート内」および「ゲート外」のいずれとも結論付けられないことを意味する「保留」と判定し、図11および図12に例示されたステップS420は終了する。 In step S437, the position determination unit 104 determines that the position of the beacon transmitter is not "out of range" but is "hold", which means that it cannot be concluded that it is "inside the gate" or "outside the gate", Step S420 illustrated in FIGS. 11 and 12 ends.

図13は、ビーコン送信機を身に着けたユーザが、許可エリアから通過判定ラインを通り過ぎ、最終的には位置C1および位置C2を結ぶラインも通り過ぎていくまでの、位置A1、A2、C1およびC2における受信電力の変化と、各時点における位置判定部104の判定結果とを示す。図13の例では、多数の地点におけるデータを収集して位置判定を行うために、被験者は10メートル強の距離を5分強かけて歩いている。なお、図13の例では、第1の閾値Th1および第2の閾値Th2はそれぞれ-58dBmおよび-66dBmmに定められている。 FIG. 13 shows positions A1, A2, C1, and C2 from the permitted area until the user wearing the beacon transmitter passes the passage decision line, and finally also the line connecting positions C1 and C2. Fig. 2 shows changes in received power at C2 and determination results of position determination section 104 at each time point. In the example of FIG. 13, the subject walked over a distance of over 10 meters in over 5 minutes in order to collect data at multiple points to determine position. In the example of FIG. 13, the first threshold Th1 and the second threshold Th2 are set to -58 dBm and -66 dBmm, respectively.

例えば、図13の「14:55:25」時点での位置A1、位置A2、位置C1および位置C2におけるビーコン信号の受信電力(RSSI)の推定値はそれぞれ「-59dBm」、「-59dBm」、「-62dBm」および「-61dBm」である。故に、位置判定部104は、ステップS421、ステップS423、ステップS424、ステップS431、ステップS432、ステップS433の順で処理を実行し、「ゲート内」という判定結果を得る。 For example, the estimated values of the received power (RSSI) of the beacon signals at positions A1, A2, C1 and C2 at "14:55:25" in FIG. "-62 dBm" and "-61 dBm". Therefore, the position determination unit 104 performs the processing in order of steps S421, S423, S424, S431, S432, and S433, and obtains a determination result of "within the gate".

また、図13の「14:57:02」時点での位置A1、位置A2、位置C1および位置C2におけるビーコン信号の受信電力(RSSI)の推定値はそれぞれ「-75dBm」、「-70dBm」、「-60dBm」および「-55dBm」である。故に、位置判定部104は、ステップS421、ステップS423、ステップS424、ステップS425の順で処理を実行し、「ゲート外」という判定結果を得る。 In addition, the estimated values of the received power (RSSI) of the beacon signals at the positions A1, A2, C1 and C2 at "14:57:02" in FIG. "-60 dBm" and "-55 dBm". Therefore, the position determination unit 104 executes the processing in order of steps S421, S423, S424, and S425, and obtains the determination result of "outside the gate".

以上説明したように、実施形態に係る位置判定装置は、空間ダイバーシティ効果を利用することで複数の位置についてフェージングによる落ち込みを補正した受信電力を高精度に推定し、さらにこれらの推定値と2つの閾値とを用いた大小比較を行ってビーコン送信機の位置を判定する。具体的には、位置判定装置は、ユーザがビーコン受信装置を通り過ぎた直後に当該ビーコン受信装置の受信電力が人体の電波遮蔽効果により急激に低下する、という知見を利用したアルゴリズムによってビーコン送信機の位置を判定する。故に、この位置判定装置によれば、ビーコン受信機同士の間隔を従来よりも大きくして配置したとしても位置判定の精度を維持することができる。すなわち、位置判定システムにおいて設置されるビーコン受信機の配置制約を緩和することができる。 As described above, the position determination device according to the embodiment uses the spatial diversity effect to highly accurately estimate received power corrected for dips due to fading for a plurality of positions. A size comparison using a threshold value is performed to determine the position of the beacon transmitter. Specifically, the position determination device uses an algorithm that utilizes the knowledge that immediately after a user passes a beacon receiver, the received power of the beacon receiver drops sharply due to the radio wave shielding effect of the human body. Determine position. Therefore, according to this position determination device, the accuracy of position determination can be maintained even if the beacon receivers are arranged with a larger interval than the conventional one. That is, it is possible to relax the placement restrictions of the beacon receivers installed in the position determination system.

(変形例1)
実施形態の説明では、ユーザ300がビーコン送信機を身に着けることを前提としているが、これとは逆にユーザ300がビーコン受信機を身に着けるようにしてもよい。この場合には、ビーコン受信機210をビーコン送信機に置き換える必要がある。ユーザ300の身に着けたビーコン受信機は、複数のビーコン送信機からのビーコン信号をそれぞれ受信し、受信電力データ群を位置判定装置100へ送信することになる。
(Modification 1)
In the description of the embodiment, it is assumed that the user 300 wears the beacon transmitter, but conversely, the user 300 may wear the beacon receiver. In this case, the beacon receiver 210 should be replaced with a beacon transmitter. The beacon receiver worn by the user 300 receives beacon signals from a plurality of beacon transmitters and transmits received power data groups to the position determination device 100 .

(変形例2)
前述の図2の例では、幅10メートルの通過判定ラインをカバーするために合計4個のビーコン受信装置200を設置した。この配置例は、例えば道路のように通過判定ラインの中央にビーコン受信装置200を設置することが困難な環境に適している。他方、かかる制約が存在しない場合には、例えば位置A1および位置A2の中点付近と位置C1および位置C2の中点付近とに合計2つのビーコン受信装置200を設置してもよい。これにより、ビーコン受信装置200の必要数を抑えつつ、図2の例と同規模の通過判定ラインをカバーすることができる。
(Modification 2)
In the example of FIG. 2 described above, a total of four beacon receivers 200 were installed to cover the pass determination line with a width of 10 meters. This arrangement example is suitable for environments such as roads where it is difficult to install the beacon receiver 200 in the center of the passage determination line. On the other hand, if such restrictions do not exist, a total of two beacon receivers 200 may be installed near the midpoints of positions A1 and A2 and near the midpoints of positions C1 and C2, for example. As a result, it is possible to cover passage determination lines of the same scale as in the example of FIG. 2 while suppressing the required number of beacon receivers 200 .

なお、この変形例では、例えば図11および図12を用いて説明したアルゴリズムを変形する必要がある。具体的には、「位置A1」を「位置A1および位置A2の中点付近」、「位置C1」を「位置C1および位置C2の中点付近」としてそれぞれ読み替えるとともに、「位置A2」および「位置C2」に関する記述を無視すればよい。 It should be noted that, in this modification, it is necessary to modify the algorithm described with reference to FIGS. 11 and 12, for example. Specifically, "position A1" is read as "near the midpoint of position A1 and position A2", "position C1" is read as "near the midpoint of position C1 and position C2", and "position A2" and "position C2” can be ignored.

上述の実施形態は、本発明の概念の理解を助けるための具体例を示しているに過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図されていない。実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な構成要素の付加、削除または転換をすることができる。 The above-described embodiments merely show specific examples to aid understanding of the concept of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention. Embodiments can add, delete, or convert various components without departing from the gist of the present invention.

上述の実施形態では、いくつかの機能部を説明したが、これらは各機能部の実装の一例に過ぎない。例えば、1つの装置に実装されると説明された複数の機能部が複数の別々の装置に亘って実装されることもあり得るし、逆に複数の別々の装置に亘って実装されると説明された機能部が1つの装置に実装されることもあり得る。 Although some functional units have been described in the above-described embodiments, these are only examples of implementation of each functional unit. For example, a plurality of functional units described as being implemented in one device may be implemented across a plurality of separate devices, and conversely, may be implemented across a plurality of separate devices. It is also conceivable that the functional units described may be implemented in a single device.

上記各実施形態において説明された種々の機能部は、回路を用いることで実現されてもよい。回路は、特定の機能を実現する専用回路であってもよいし、プロセッサのような汎用回路であってもよい。 Various functional units described in the above embodiments may be realized by using circuits. A circuit may be a dedicated circuit that implements a specific function, or it may be a general-purpose circuit such as a processor.

上記各実施形態の処理の少なくとも一部は、例えば汎用のコンピュータに搭載されたプロセッサを基本ハードウェアとして用いることでも実現可能である。上記処理を実現するプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納して提供されてもよい。プログラムは、インストール可能な形式のファイルまたは実行可能な形式のファイルとして記録媒体に記憶される。記録媒体としては、磁気ディスク、光ディスク(CD-ROM、CD-R、DVD等)、光磁気ディスク(MO等)、半導体メモリなどである。記録媒体は、プログラムを記憶でき、かつ、コンピュータが読み取り可能であれば、何れであってもよい。また、上記処理を実現するプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ(サーバ)上に格納し、ネットワーク経由でコンピュータ(クライアント)にダウンロードさせてもよい。 At least part of the processing of each of the above-described embodiments can also be realized by using a processor installed in a general-purpose computer as basic hardware. A program that implements the above process may be provided by being stored in a computer-readable recording medium. The program is stored in the recording medium as an installable format file or an executable format file. Recording media include magnetic disks, optical disks (CD-ROM, CD-R, DVD, etc.), magneto-optical disks (MO, etc.), semiconductor memories, and the like. Any recording medium may be used as long as it can store the program and is readable by a computer. Alternatively, the program that implements the above processing may be stored on a computer (server) connected to a network such as the Internet, and downloaded to the computer (client) via the network.

100・・・位置判定装置
101・・・受信部
102・・・受信電力ログ記憶部
103・・・受信電力推定部
104・・・位置判定部
105・・・警報部
200・・・ビーコン受信装置
210・・・ビーコン受信機
220・・・ポール
230・・・ベース
300・・・ユーザ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... Position determination apparatus 101... Reception part 102... Received power log storage part 103... Received power estimation part 104... Position determination part 105... Alarm part 200... Beacon receiver 210 Beacon receiver 220 Pole 230 Base 300 User

Claims (12)

(a)第1の位置に設置される第1の受信装置に含まれ、対象送信機によって送信された無線信号を受信する複数の第1の受信機から前記無線信号の前記複数の第1の受信機における受信電力を表す第1の受信電力データ群を受信し、(b)第2の位置に設置される第2の受信装置に含まれ、前記無線信号を受信する複数の第2の受信機から前記無線信号の前記複数の第2の受信機における受信電力を表す第2の受信電力データ群を受信する受信部と、
前記第1の受信電力データ群に基づいて前記第1の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第1の推定値を生成し、前記第2の受信電力データ群に基づいて前記第2の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第2の推定値を生成する推定部と、
前記第1の推定値および前記第2の推定値第1の閾値との比較に基づいて、前記対象送信機が前記第1の位置を通る直線として定義されるラインよりも前記第2の位置の側に存在するか否かを判定する判定部と
を具備する、位置判定装置。
(a) said plurality of first receivers of said wireless signals from a plurality of first receivers included in a first receiving device located at a first location for receiving wireless signals transmitted by a target transmitter; (b) a plurality of second receivers included in a second receiver installed at a second location for receiving said radio signal; a receiver that receives a second reception power data group representing the reception power of the radio signal at the plurality of second receivers from a receiver;
estimating the received power of the radio signal at the first location based on the first received power data group to generate a first estimated value; and generating the second estimated value based on the second received power data group an estimating unit that estimates the received power of the radio signal at the position of to generate a second estimate;
Based on comparing the first and second estimates to a first threshold , the transmitter of interest is closer to the second location than a line defined as a straight line through the first location. A position determination device comprising:
前記判定部は、前記第1の推定値が前記第1の閾値未満であって、かつ前記第2の推定値が前記第1の閾値以上である場合に、前記対象送信機が前記ラインよりも前記第2の位置の側に存在すると判定する、請求項1に記載の位置判定装置。 When the first estimated value is less than the first threshold value and the second estimated value is greater than or equal to the first threshold value, the determination unit determines that the target transmitter is closer to the line than the line. 2. The position determination device according to claim 1, which determines that it exists on the side of said second position. 前記判定部は、前記第1の推定値および前記第2の推定値と前記第1の閾値および前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値との比較に基づいて、前記対象送信機が前記ラインよりも前記第2の位置の側に存在するか否かを判定する、請求項1に記載の位置判定装置。The determination unit determines whether the target transmitter is the 2. The position determination device according to claim 1, which determines whether or not the line exists on the second position side. 前記判定部は、前記第1の推定値および前記第2の推定値の両方が前記第1の閾値を下回り、前記第2の推定値が前記第1の推定値以上であって、かつ前記第2の閾値以上である場合に、前記対象送信機が前記ラインよりも前記第2の位置の側に存在すると判定する、請求項に記載の位置判定装置。 The determination unit determines that both the first estimated value and the second estimated value are below the first threshold value, the second estimated value is equal to or greater than the first estimated value, and the 4. The position determination device according to claim 3 , which determines that the target transmitter exists on the second position side of the line when the threshold value is two or more. 前記推定部は、
(a)前記第1の受信電力データ群から前記複数の第1の受信機のそれぞれについて複数時点に亘る受信電力の最大値を探索し、前記複数の第1の受信機のそれぞれに対応するオフセットを加算して第1の候補値群を算出し、前記第1の候補値群における最大値を前記第1の推定値として決定し、
(b)前記第2の受信電力データ群から前記複数の第2の受信機のそれぞれについて複数時点に亘る受信電力の最大値を探索し、前記複数の第2の受信機のそれぞれに対応するオフセットを加算して第2の候補値群を算出し、前記第2の候補値群における最大値を前記第2の推定値として決定する、
請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の位置判定装置。
The estimation unit
(a) searching for a maximum value of received power over a plurality of time points for each of the plurality of first receivers from the first received power data group, and offset corresponding to each of the plurality of first receivers; is added to calculate the first candidate value group, and the maximum value in the first candidate value group is determined as the first estimated value,
(b) searching the second received power data group for each of the plurality of second receivers for a maximum value of received power over a plurality of time points, and offset corresponding to each of the plurality of second receivers; is added to calculate a second candidate value group, and the maximum value in the second candidate value group is determined as the second estimated value;
The position determination device according to any one of claims 1 to 4 .
請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の位置判定装置と、
前記複数の第1の受信機と、前記複数の第1の受信機を支持する第1の支持体と、を含む前記第1の受信装置と、
前記複数の第2の受信機と、前記複数の第2の受信機を支持する第2の支持体と、を含む前記第2の受信装置と
を具備し、
前記複数の第1の受信機は、互いに前記無線信号の半波長以上の間隔を開けて前記第1の支持体に設置され、
前記複数の第2の受信機は、互いに前記無線信号の半波長以上の間隔を明けて前記第2の支持体に設置される、
位置判定システム。
A position determination device according to any one of claims 1 to 5 ;
the first receiving device including the plurality of first receivers and a first support supporting the plurality of first receivers;
the second receiver comprising the plurality of second receivers and a second support supporting the plurality of second receivers;
and
The plurality of first receivers are installed on the first support with an interval of at least half the wavelength of the radio signal from each other,
The plurality of second receivers are installed on the second support at intervals of at least half the wavelength of the radio signal from each other.
Position determination system.
前記複数の第1の受信機は、鉛直方向に沿って互いに前記無線信号の半波長以上の間隔を開けて前記第1の支持体に設置され、
前記複数の第1の受信機は、鉛直方向に沿って互いに前記無線信号の半波長以上の間隔を開けて前記第1の支持体に設置される、
請求項に記載の位置判定システム。
The plurality of first receivers are installed on the first support with an interval of at least half the wavelength of the radio signal from each other in the vertical direction,
The plurality of first receivers are installed on the first support with an interval of at least half the wavelength of the radio signal from each other in the vertical direction.
A position determination system according to claim 6 .
前記対象送信機は、ユーザの正面側に身に着けられる、請求項または請求項に記載の位置判定システム。 8. A position determination system according to claim 6 or claim 7 , wherein the target transmitter is worn on the front side of the user. (a)第1の位置に設置され、対象送信機によって送信された無線信号を受信する複数の第1の受信機から前記無線信号の前記複数の第1の受信機における受信電力を表す第1の受信電力データ群を受信し、(b)第2の位置に設置され、前記無線信号を受信する複数の第2の受信機から前記無線信号の前記複数の第2の受信機における受信電力を表す第2の受信電力データ群を受信し、(c)第3の位置に設置され、前記無線信号を受信する複数の第3の受信機から前記無線信号の前記複数の第3の受信機における受信電力を表す第3の受信電力データ群を受信し、(d)第4の位置に設置され、前記無線信号を受信する複数の第4の受信機から前記無線信号の前記複数の第4の受信機における受信電力を表す第4の受信電力データ群を受信する受信部と、
前記第1の受信電力データ群に基づいて前記第1の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第1の推定値を生成し、前記第2の受信電力データ群に基づいて前記第2の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第2の推定値を生成し、前記第3の受信電力データ群に基づいて前記第3の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第3の推定値を生成し、前記第4の受信電力データ群に基づいて前記第4の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第4の推定値を生成する推定部と、
前記第1の推定値、前記第2の推定値、前記第3の推定値、および前記第4の推定値第1の閾値との比較に基づいて、前記対象送信機が前記第1の位置および前記第2の位置を通る直線として定義されるラインよりも前記第3の位置の側または第4の位置の側に存在するか否かを判定する判定部と
を具備し、前記第3の位置および前記第4の位置は前記ラインに対して同じ側にある、位置判定装置。
(a) a first receiver representing received power at said plurality of first receivers of said wireless signals from a plurality of first receivers located at a first location and receiving said wireless signals transmitted by said transmitter; and (b) receiving the received power of the radio signal from a plurality of second receivers installed at a second location and receiving the radio signal, (c) from a plurality of third receivers located at a third location and receiving said wireless signals from said plurality of third receivers of said wireless signals; (d) receiving a third set of received power data representing received power; a receiver that receives a fourth received power data group representing received power at the receiver;
estimating the received power of the radio signal at the first location based on the first received power data group to generate a first estimated value; and generating the second estimated value based on the second received power data group estimating the received power of the radio signal at the position to generate a second estimate; and estimating the received power of the radio signal at the third position based on the third group of received power data to generate a third 3, and estimates the received power of the radio signal at the fourth location based on the fourth group of received power data to generate a fourth estimated value;
based on a comparison of the first estimate, the second estimate, the third estimate, and the fourth estimate to a first threshold, the transmitter of interest is at the first location; and a determination unit that determines whether a line defined as a straight line passing through the second position exists on the side of the third position or the side of the fourth position , A position-determining device, wherein a position and said fourth position are on the same side of said line .
前記第1の位置は、前記第2の位置、前記第3の位置および前記第4の位置のうち前記第4の位置からの距離が最も大きく、
前記第2の位置は、前記第1の位置、前記3の位置および前記第4の位置のうち前記第3の位置からの距離が最も大きく、
前記判定部は、前記第1の推定値および前記第2の推定値の両方が前記第1の閾値未満であって、かつ前記第3の推定値および前記第4の推定値の少なくとも一方が前記第1の閾値以上である場合に、前記対象送信機が前記ラインよりも前記第3の位置の側または前記第4の位置の側に存在すると判定する、
請求項に記載の位置判定装置。
the first position is the farthest from the fourth position among the second position, the third position, and the fourth position;
the second position is the farthest from the third position among the first position, the third position and the fourth position;
The determination unit determines that both the first estimated value and the second estimated value are less than the first threshold value, and at least one of the third estimated value and the fourth estimated value is the determining that the target transmitter exists on the third position side or the fourth position side of the line when the threshold is equal to or greater than a first threshold;
A position determination device according to claim 9 .
前記判定部は、前記第1の推定値、前記第2の推定値、前記第3の推定値、および前記第4の推定値と第1の閾値との比較に基づいて、前記対象送信機が前記ラインよりも前記第3の位置の側または第4の位置の側に存在するか否かを判定する、請求項9に記載の位置判定装置。The determination unit determines that the target transmitter is 10. The position determination device according to claim 9, which determines whether the line exists on the third position side or the fourth position side. 前記第1の位置は、前記第2の位置、前記第3の位置および前記第4の位置のうち前記第4の位置からの距離が最も大きく、
前記第2の位置は、前記第1の位置、前記3の位置および前記第4の位置のうち前記第3の位置からの距離が最も大きく、
前記判定部は、前記第1の推定値、前記第2の推定値、前記第3の推定値および前記第4の推定値の全てが前記第1の閾値を下回り、前記第3の推定値が前記第1の推定値以上であって、前記第4の推定値が前記第2の推定値以上であって、かつ前記第3の推定値および前記第4の推定値の両方が前記第2の閾値以上である場合に、前記対象送信機が前記ラインよりも前記第3の位置の側または前記第4の位置の側に存在すると判定する、
請求項11に記載の位置判定装置。
the first position is the farthest from the fourth position among the second position, the third position, and the fourth position;
the second position is the farthest from the third position among the first position, the third position and the fourth position;
The determination unit determines that all of the first estimated value, the second estimated value, the third estimated value, and the fourth estimated value are below the first threshold, and the third estimated value is equal to or greater than the first estimated value, the fourth estimated value is equal to or greater than the second estimated value, and both the third estimated value and the fourth estimated value are equal to or greater than the second estimated value determining that the target transmitter is present on the third position side or the fourth position side of the line when the threshold is greater than or equal to the threshold;
A position determination device according to claim 11 .
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021173752A1 (en) * 2020-02-25 2021-09-02 Avery Dennison Retail Information Services, Llc Range discrimination in an rfid electronic article surveillance system

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005196264A (en) 2003-12-26 2005-07-21 Nippon Signal Co Ltd:The Location detecting device and transverse supporting device using the same
JP2006301704A (en) 2005-04-15 2006-11-02 Omron Corp Information processor, control method for information processor, control program for information processor, and recording medium recording the control program for information processor
US20090153333A1 (en) 2007-12-14 2009-06-18 Honeywell International, Inc. Entry and exit confirmation system and method
JP2013044169A (en) 2011-08-24 2013-03-04 Panasonic Corp System for managing entrance into/exit from room
JP2013124885A (en) 2011-12-13 2013-06-24 Information Services International Dentsu Ltd Positioning device, positioning method and program
JP2014063250A (en) 2012-09-20 2014-04-10 Mitsubishi Electric Corp Access management system and access management device
JP2014134387A (en) 2013-01-08 2014-07-24 Mitsubishi Electric Corp Position detection system
JP2014238315A (en) 2013-06-07 2014-12-18 富士通株式会社 Portable terminal area presence determination device
JP2016099217A (en) 2014-11-21 2016-05-30 株式会社Jvcケンウッド Transmitter, radio signal transmission method and program
JP2016114529A (en) 2014-12-16 2016-06-23 富士通株式会社 Service area determination device, service area determination method and service area determination program
JP2017017491A (en) 2015-06-30 2017-01-19 株式会社野村総合研究所 Location determination method
JP2017116389A (en) 2015-12-24 2017-06-29 シャープ株式会社 Portable communication terminal and method for detecting position of portable communication terminal
JP2018004609A (en) 2016-06-27 2018-01-11 有限会社エンパケット Position measuring method of radio communication terminal and radio device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11120304A (en) * 1997-10-13 1999-04-30 Sony Corp Device and method for reception for noncontact ic card

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005196264A (en) 2003-12-26 2005-07-21 Nippon Signal Co Ltd:The Location detecting device and transverse supporting device using the same
JP2006301704A (en) 2005-04-15 2006-11-02 Omron Corp Information processor, control method for information processor, control program for information processor, and recording medium recording the control program for information processor
US20090153333A1 (en) 2007-12-14 2009-06-18 Honeywell International, Inc. Entry and exit confirmation system and method
JP2013044169A (en) 2011-08-24 2013-03-04 Panasonic Corp System for managing entrance into/exit from room
JP2013124885A (en) 2011-12-13 2013-06-24 Information Services International Dentsu Ltd Positioning device, positioning method and program
JP2014063250A (en) 2012-09-20 2014-04-10 Mitsubishi Electric Corp Access management system and access management device
JP2014134387A (en) 2013-01-08 2014-07-24 Mitsubishi Electric Corp Position detection system
JP2014238315A (en) 2013-06-07 2014-12-18 富士通株式会社 Portable terminal area presence determination device
JP2016099217A (en) 2014-11-21 2016-05-30 株式会社Jvcケンウッド Transmitter, radio signal transmission method and program
JP2016114529A (en) 2014-12-16 2016-06-23 富士通株式会社 Service area determination device, service area determination method and service area determination program
JP2017017491A (en) 2015-06-30 2017-01-19 株式会社野村総合研究所 Location determination method
JP2017116389A (en) 2015-12-24 2017-06-29 シャープ株式会社 Portable communication terminal and method for detecting position of portable communication terminal
JP2018004609A (en) 2016-06-27 2018-01-11 有限会社エンパケット Position measuring method of radio communication terminal and radio device

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